ブロックチェーンとは?仕組みをわかりやすく解説【図解あり】

by BITTIMES

「Blockchain(ブロックチェーン)」は、暗号通貨市場に関わっている人なら耳にしたことがある単語だと思います。
ブロックチェーンは、ビットコインを実現するための根幹システムとして誕生しました。
「ビットコイン最大の発明はブロックチェーンだ!」という意見もあるほど、暗号通貨の発明というよりは、ブロックチェーンそのものが素晴らしい発明で、今後、私たちのライフスタイルを大きく変えるほどの発明品といっても言い過ぎではありません。
では、「何がそこまですごい技術なのか?」を解説をしていきます。

ブロックチェーンとは?

ブロックチェーン解説画像経済産業省:「ブロックチェーン技術を利用したサービスに関する国内外動向調査」を取りまとめました より引用

ブロックチェーンは、「暗号化技術」と「P2P(ピア・ツー・ピア)」を組み合わせてできたデータベースシステムです。分散型台帳技術や分散型ネットワークと呼ばれる場合もありますね。実は、ブロックチェーンに使われている仕組み(暗号化技術・P2P」は、昔からある技術です。
分かりやすいのはP2Pですね。

Skype も昔この技術を使っていました。また今は違法性が問題となって無くなりましたが、ファイル共有ソフトの Winny(ウィニー)もP2Pを使ったサービスです。
「暗号化技術」と「P2P」の2つを組み合わせて、ブロックチェーンという新しい価値を作ったことが素晴らしい発明なんですね。
ブロックチェーンは理論上、一度書き込まれた情報を変更することができません。つまり、長期的に運用が行われれば、情報の改ざんなどが不可能であり、通貨や個人情報を取り扱うデータベースとして、非常に優秀なシステムだと言えます。

ブロックチェーン解説画像経済産業省:「ブロックチェーン技術を利用したサービスに関する国内外動向調査」を取りまとめましたより引用

ブロックチェーンは、ビットコイン(BTC)をはじめとした暗号通貨やフィンテックへの応用をはじめとして、イーサリアム(ETH)などは重要書類の保管先としても利用しています。
「情報の改ざんが理論上不可能」
ということからもブロックチェーンは、今後私たちの生活情報の根幹を支える仕組みになっていくはずです。

ブロックチェーンの仕組みをわかりやすく解説【図解】

ブロックチェーン解説画像

ブロックチェーンの仕組みを理解するには「ルーズリーフノート」を思い描いていただければその仕組みがわかりやすくなります。
ルーズリーフは「1枚の用紙」に情報を書き込んで、それを大元のバインダーに綴っていきます。ブロックチェーンは「1個のブロック」に情報を書き込んで、それをチェーンのように繋げていきます。

ブロックチェーン解説画像

この1個のブロックを書き込む作業を「マイニング」と呼び、書き込む人や企業を「マイナー」と呼びます。
ビットコインには政府や銀行のような中央管理者が存在しないので、彼らマイナーが台帳記録を行なってくれています。

マイニングに関しては下記の記事で詳しく解説を行なっています。
ビットコインマイニングの仕組みを初めから丁寧に

ブロックチェーンは皆で管理する仕組み

ブロックチェーン解説画像frame-illust:http://frame-illust.com/?p=9839より引用

中央管理者が存在しないということは、ブロックチェーンは「皆で管理し合うシステム」だということです。
ビットコインのブロックチェーンは、マイニングに参加しているマイナーがお互いのマイニングマシンで管理しているので、不正・改ざんも行われません。
お互いがお互いの書き込み作業を承認・確認を行っているので、謝って「間違ったデータ」が書き込まれた場合は、そのブロックはチェーンから外されます。
この「お互いに管理する」というシステムで、ブロックチェーンの情報は、より正確な情報を、より安全に書き込み続けていきます。

ブロックチェーンの情報は暗号化されている

ブロックチェーンに書き込まれた取引データなどは、すべて「暗号化」されています。
取引データのことを「トランザクション」と呼びますが、これは、「AさんがBさんへ1BTCを送金した。」などの情報のことです。
この取引データは公開されているされているため、世界中の誰でも確認することが可能です。
しかしそのままでは、「個人の資産情報が丸見え」になってしまうので、取引データは、「ハッシュ関数」によって「暗号化」されています。

ハッシュ関数とは?

ハッシュ関数とは、元データを不規則な文字列(ハッシュ値)を生成する関数のことです。これによりブロックチェーンのデータは「本人以外は意味のわからないデータ」となっています。

ブロックチェーン解説画像

同じ文字列であれば、同じハッシュ値になりますが、少しでも文字が変われば全く違うハッシュ値が生成されます。これによって「どんなデータか?」を追跡することが不可能となっています。これを「不可逆性」と言います。
ブロックチェーンのデータには、ハッシュ関数によって暗号化された取引データ(トランザクション)と直前のブロックデータのハッシュ値が含まれています。

直前のハッシュ値と「ナンス値」という特別な数字を見つけ出すことにより前のブロックデータとの整合性を取ることが可能となり、整合性が取れたブロックは「追加しても良いよ」という状態になります。こうして、ブロックチェーンへ新たに追加される流れを「承認」といいます。

情報がすべて公開されているから不正が無い

このようにハッシュ値によって暗号化された情報は、「誰のもの」かは分からないようになっています。しかし、「このデータを持っている人が何をしたのか」は分かるようになっているのがポイントです。

「誰かが、誰かに、1BTC送金した」ことは分かっているので、不正や改ざんをすれば、過去のブロックチェーン情報との整合性が取れなくなり、その取引は無効となります。「誰か」の情報は「本人にしか」分からない仕組みになっているわけですね。
ちなみに、ビットコインであれば、「誰か」の情報は「公開キー」と言い。「本人にしか分からない個人が特定できる情報」を「秘密キー」と言います。

ブロックチェーンとは?仕組みをわかりやすく解説【図解あり】のまとめ

ブロックチェーン解説画像

ブロックチェーンには

  • 「非中央集権を運用することができる」
  • 「暗号化によって秘密性の高い情報」
  • 「データの改ざんが理論上不可能」
  • 「低コストでシステムを運用できる」
などのメリットが存在します。

まだ金融業界でしかほぼ使用されていませんが、インターネットプロバイダサービスから食品管理・顧客情報管理までブロックチェーンで行うプロジェクトが次々と立ち上がってきています。
ブロックチェーンは、将来的にはAIと同じように、私たちの生活に深く関わってくるシステムとなっていくでしょう。

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